Гомогенізатори – Принцип роботи, використання та масштабування

Гомогенізатори - це тип змішувачів, які застосовують механічні сили для змішування, емульгування, дисперсії та розчинення рідко-рідких і твердоліквідних систем. Залежно від гомогенізаторної моделі обертального зсуву, форсунки або ультразвук високої потужності використовуються для створення необхідних сил для розпаду і розпаду твердих частинок, а також рідких крапель. Дізнайтеся більше про гомогенізаторні пристрої та їх застосування в дослідженнях і виробництві!

Що таке гомогенізатор?

Гомогенізатор - це клас змішувальних пристроїв, який призначений для розщеплення частинок, як твердих, так і рідких, в однорідну суміш. Гомогенізатори доступні як лабораторне, лавочне та промислове обладнання, яке використовується для різних застосувань у наукових дослідженнях та промисловості. Типове застосування гомогенізатора включає змішування і розпад різних матеріалів, включаючи частинки, пігменти, хімічні речовини, рослини, їжу, клітини, тканини, серед інших.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Промисловий ультразвуковий гомогенізатор для дисперсій, емульсій, зменшення розміру частинок та змішування додатків.

MultiSonoReactor MSR-4 - це промисловий вбудований гомогенізатор з ультраакукаторами потужністю 16 000 Вт для вимогливих застосувань, таких як нано-дисперсії та наноемульсії.

Огляд різних типів гомогенізаторів

Різні типи гомогенізаторів є комерційно доступними для використання в лавці-топі і промисловому великомасштабному виробництві. Однак ротор / статор (колоїдні) змішувачі, гомогенізатори високого тиску та ультразвукові гомогенізатори є найбільш широко використовуваними моделями.
Робоче колесо або змішувачі леза мають спінінгове лезо, яке обертається на великій швидкості внизу посудини для змішування, тим самим об'єднуючи різні матеріали в однорідну суміш.
Як і назва змішувач ротора/статора вже мається на увазі, ротор / статор змішувач має ротор і компонент статора. Ротор являє собою металевий вал, який обертається на високих швидкостях всередині статора. Статор - це металева частина, яка залишається нерухомою. Обертання ротора створює всмоктувальний ефект, який переміщує твердо-рідкий матеріал між статором і ротором, де тверді речовини зводяться до меншого розміру частинок.
Принцип роботи гомогенізатор високого тиску (HPH) базується на використанні насоса високого тиску та клапана (насадки, отвори), що робить обладнання великим, важким та дорогим. Оброблена суспензія змушена з високою швидкістю потоку через невелику отвір, що зменшує розмір частинок, оскільки частинки вимагають певного невеликого розміру для того, щоб пройти через клапан. Особливо при обробці твердих речовин HPH схильні до засмічення.
Ультразвукові гомогенізатори використовувати високі зсувні сили, що генеруються акустичною кавітацією, що дає їм різні переваги перед іншими методами гомогенізації. Принцип роботи та переваги ультразвукової гомогенізації представлені нижче.

Відео демонструє ультразвукову дисперсію червоного кольору з використанням UP400St з S24d 22mm зондом.

Ультразвукова Червона дисперсія кольору за допомогою UP400St

Ультразвук високої потужності як гомогенізуюча сила

Ультразвуковий підсилювач і зонд (каскатрода), встановлений на рогу ультразвукового перетворювача UIP2000hdTУльтразвуковий гомогенізатор використовує високоінтенсивні ультразвукові вібрації та кавітацію, щоб створити дуже інтенсивні сили зсуву, і тому його можна назвати суперінтенсивним змішувачем з високим зсувом. Секретом надінтенсивних високоміцних сил є акустична кавітація, яка генерується ультразвуковими хвилями високої потужності. Ультразвуковий гомогенізатор має генератор, який є блоком живлення та управління, і перетворювач. Перетворювач містить п'єзоелектричну кераміку. Ці п'єзоелектричні кераміки перетворюють електричну енергію в коливання, так як п'єзоелектричні кристали змінюють свої розміри і форму при нанесенні напруги. Коли частота електронного осцилятора дорівнює природній частоті п'єзоелектричного кварцу, виникає резонанс. У резонансних умовах кварц виробляє поздовжні ультразвукові хвилі великої амплітуди.
Згенеровані ультразвукові хвилі потім з'єднуються через ультразвуковий зонд (сонотрод / ріг) в технологічне середовище. Амплітуда у ультразвукового зонда визначає інтенсивність ультразвукових хвиль, які передаються в рідину або суспензію. Ультразвукові хвилі генерують чергування циклів високого тиску та низького тиску в рідких середовищах. Під час циклу низького тиску високоінтенсивні ультразвукові хвилі виробляють невеликі вакуумні бульбашки в рідині. Під час циклу високого тиску дрібні вакуумні бульбашки руйнуються руйнівно. Це явище називається кавітацією. Імплозія кавітаційних бульбашок також може генерувати рідкі струмені з високою швидкістю до 280 м/с, що призводить до потужних зсувних сил. Сили зсуву ламають частинки, викликають зіткнення між частинок і механічно порушують крапельки і клітини, сприяючи одночасно високоефективному передачі маси. Ці кавітаційні сили виробляють рівномірні і однорідні дисперсії, емульсії і суспензії, а також, як відомо, сприяють хімічним реакціям (так звана сонохімія).

Акустична або ультразвукова кавітація: зростання бульбашок і імплозія

Акустична кавітація (породжена ультразвуком високої потужності) створює локально екстремальні умови, так звані сономеханічні і сонохімічні ефекти. Завдяки цим ефектам ультразвук зменшує тверді і рідкі частинки і змішує їх в однорідну рецептуру.

Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1000hdT (1kW) ultrasonicator

Ультразвукова кавітація на каскатрудному зонді ультраакукатор UIP1000hdT (1000 Вт, 20 кГц) Скляний реактор. Червоне світло знизу використовується для поліпшення видимості кавітації.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ультразвукові гомогенізатори – Переваги

Ультразвукові гомогенізатори перевершують, коли мова йде про виробництво твердоліквідних (так званих шламів) і рідко-рідких суспензій і розчинів. Оскільки ультраакукатори використовують принцип роботи ультразвукової кавітації, матеріал повинен бути вологим або у вологій фазі, так як кавітація відбувається тільки в рідині. Це означає, що ультраакулятор не буде дуже ефективним у змішуванні сухого порошку, але як тільки порошок змочується, ультразвук є найбільш ефективним методом змішування. Ультразвукові гомогенізатори добре відомі для надійного змішування, змішування та розсіювання навіть паст та високов'язких матеріалів. Надзвичайно інтенсивні сили, викликані імплозією кавітаційних бульбашок, створюють не тільки дуже потужні сили високого зсуву, але і локально обмежені високі температури і тиск, а також відповідні диференціали. Ці комбінації фізичних сил порушують частинки до набагато менших розмірів, ніж звичайний гомогенізатор. Тому ультразвукові гомогенізатори є кращим обладнанням для надійного виробництва нанорозмірних емульсій і дисперсій.

Переваги ультразвукової гомогенізації

  • відмінна ефективність,
  • здатний доставляти високо сфокусовану енергію
  • чудові результати в мікрон і нано
  • для мікронних і нанорозмірних емульсій і дисперсій
  • будь-який об'єм від мл до т/год
  • Пакетний і вбудований
  • для одного проходу і рециркуляції
  • точний контроль процесу
  • Проста операція
  • легке чищення
  • Низькі витрати

Застосування ультразвукових гомогенізаторів

Ультразвукові гомогенізатори широко використовуються в лабораторних і промислових об'єктах для гомогенізації твердоліквідних і рідко-рідких суспензій, зменшення розміру частинок, порушення і вилучення біологічного матеріалу, посилення хімічних реакцій і розчинення розчинних сполук.

Ультразвукове емульгування

Емульгування - це процес змішування двох або більше незмінених рідин разом з метою приготування стабільної або напівстабільної суміші. В цілому ці дві рідини складаються з нафтової фази і водної (водної) фази. Для стабілізації суміші різних рідких фаз додають емульгатор (ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНУ РЕЧОВИНУ / ко-ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНУ РЕЧОВИНУ). Розмір крапельки емульсії відіграє вирішальну роль, коли справа доходить до функціональності та стабільності емульсії. Оскільки ультразвук створює сономеханічні сили, які розщеплюють крапельки і зменшують їх до хвилинних крапель, ультразвук є дуже популярним методом для виробництва мікронних і наноемульсій. Ультразвукові гомогенізатори є надійним інструментом для виробництва емульсій O /W та W/O, обернених емульсій, подвійних емульсій (O/W/O, W/O/W), міні-емульсій, а також емульсій Pickering. Виходячи з цієї гнучкості та надійної емульгуючих здатності, ультразвукові гомогенізатори (іноді їх також називають ультразвуковими емульгаторами, коли вони використовуються для емульгування) використовуються, наприклад, у хімічній, харчовій, фармацевтичній та паливній промисловості для виробництва довгострокових стабільних емульсій.
Натисніть на наступні посилання, щоб дізнатися більше про Нано-емульсії, і Пікерінг Емульсії!

ультразвукова Дисперсія

Ультразвукові гомогенізатори дуже ефективні, коли агломерати частинок, агрегати і навіть первинні частинки повинні бути надійно зменшені в розмірах. Перевагою ультразвукових гомогенізаторів є їх здатність змішувати частинки до менших і більш рівномірних розмірів частинок, незалежно від того, чи націлені мікрон- або наночастинки в результаті процесу. Кавітаційні сили зсуву і рідкі потоки прискорюють частинки так, що вони стикаються один з одним. Це називається міжчастинним зіткненням. Самі частинки виступають в якості фрезерного середовища, що дозволяє уникнути забруднення шляхом подрібнення бісеру і подальшого процесу поділу, який необхідний при використанні звичайних бісероплетіння млинів. Оскільки частинка стикається міжчастинним зіткненням на дуже високих швидкостях до 280 м/сек, надзвичайно високі сили застосовуються до частинок, які, отже, руйнуються на дрібні фракції. Тертя і ерозія надають цим фрагментам частинок поліровану поверхню і рівномірно сформовану форму. Поєднання зсувних сил і зіткнення міжчастинок дають ультразвукову гомогенізацію і дисперсію вигідний край, забезпечуючи дуже однорідні колоїдні суспензії та дисперсії!
На малюнку нижче зображені кавітаційні сили ультразвуку на графітових пластівцях.

Ультразвукове відлущування графену у воді

Високошвидкісна послідовність (від а до f) кадрів, що ілюструють сономеханічне відлущування графітового пластівці у воді за допомогою UP200S, ультразвуковий апарат 200 Вт з 3-мм сонотродом. Стрілки показують місце розщеплення (відлущування) з кавітаційними бульбашками, що проникають в розкол.
© Тюрніна та ін. (CC BY-NC-ND 4.0)

Дисперсія і гомогенізація наноматеріалів

Як для емульсій, так і для дисперсій, приготування нанорозмірних сумішей є складним завданням. Більшість звичайних методів гомогенізації та змішування, таких як змішувачі леза, бісерні млини, гомогенізатори високого тиску та інші змішувачі, здатні виробляти частинки розміром з мікрон, але вони не можуть надійно зламати краплі та тверді речовини до нанорозміру. В основному це пов'язано з недостатньою інтенсивністю. Наприклад, змішувачі леза не забезпечують достатнього зсуву для розриву частинок до нанорозміру. Бісер млини, інший тип гомогенізатора, не можуть фрезерувати тверді речовини рівномірно до більш тонкого розміру частинок, ніж самі намистини (шліфувальні середовища). Звичайні шліфувальні намистини мають середній розмір від 1500 мм – 35 000 мм. Ще однією проблемою є забруднення зносом фрезерного середовища. Оскільки ультраакулятори забезпечують надзвичайно високі, але точно контрольовані сили зсуву, ультразвукова кавітація є кращим методом для надійного виробництва нанодисперсії та наноемульсій в лабораторії (R&D), пілотні та промислові установки.

Для отримання інформації про додаткові застосування ультразвукових гомогенізаторів, будь ласка, натисніть на наступні посилання!

Ультразвуковий гомогенізатор UP200St прикріплений до постійно перемішуваного реактора партії

Ультразвуково збуджений пакетний реактор - UP200St

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Дисперсія кремнезему за допомогою ультразвукового гомогенізатора виробляє вузький і однорідний розподіл частинок.

Ультразвукові дисперсії показують рівномірний розподіл розмірів частинок з однорідно зменшеними частинками. Криві показують розподіл частинок кремнезему перед ультразвуком (зелена крива) і після ультразвукової дисперсії (червона крива).

Масштабування ультразвукових гомогенізуючих процесів

При масштабуванні від лабораторного ультразвукового гомогенізатора до експериментального ультраакулятора, а також від пілотної системи до повномасштабного виробництва ультразвукового гомогенізатора, масштаб може бути застосований повністю лінійно! Всі важливі параметри процесу, такі як амплітуда, тиск, температура і час обробки, залишаються постійними, тільки площа поверхні ультразвукового зонда і ультраакулятор як енергійний агітатор зонда масштабуються до більших, більш потужних одиниць. Лінійна масштабованість ультразвукових процесів гомогенізації дозволяє отримати у великому виробництві ті ж якісні результати, що і в лабораторних і пілотних умовах.

Знайдіть найбільш підходящий ультразвуковий гомогенізатор для вашого процесу!

Hielscher Ультразвук - це ваш давній досвідчений партнер для ультразвукових гомогенізаторів. Всі ультразвукові апарати Hielscher розроблені, виготовлені та протестовані в нашій штаб-квартирі в Німеччині, перш ніж ми відправимо їх нашим клієнтам по всьому світу. Ультразвукові гомогенізатори Hielscher - це високоякісні пристрої, які шарктеризовані постійною високою продуктивністю, надійністю, надійністю та зручністю для користувачів. Технічна складність ультразвукової технології гомогенізації дає користувачам обладнання Hielscher конкурентні переваги, які роблять їх лідером ринку в своїй галузі. Завдяки широкому асортименту продуктів від лабораторних та жомогенізаторів, пілотних систем та повномасштабних ультразвукових гомогенізаторів для комерційних виробництв, Hielscher має ідеальну ультразвукову систему змішування для ваших вимог. Різноманітні аксесуари дозволяють ідеально налаштувати ультразвуковий гомогенізатор – відповідність індивідуальним потребам.
Розкажіть нам про свої вимоги та специфікації процесу – ми з радістю порекомендуємо вам найбільш підходящий і ефективний ультразвуковий гомогенізатор для вашого застосування!

Висока ефективність з ультразвуковими гомогенізаторами

Завдяки надзвичайній ефективності процесу, розумним інвестиційним витратам, дуже високій енергоефективності та низьким витратам на робочу силу та технічне обслуговування, ультразвукові гомогенізатори Hielscher перевершують звичайні методи гомогенізації та досягають швидкого roi (Рентабельність інвестицій). Часто ультразвуковий гомогенізатор амортизується протягом декількох місяців.

Ультразвук високої потужності для промислової гомогенізації

Ультразвуковий гомогенізатор з реактором для вбудованої обробки.Амплітуда є найважливішим параметром процесу в процесах гомогенізації, керованих ультразвуком. Всі ультразвукові апарати Hielscher дозволяють точно контролювати амплітуду. Залежно від мети процесу, нижча амплітуда може бути встановлена для більш м'яких умов обробки або висока амплітуда вибирається для більш руйнівних результатів дисперсії. Hielscher Ультразвук’ промислові ультразвукові процесори можуть доставляти дуже високі амплітуди. Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно запускати в роботі 24/7. Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди.

Низькі вимоги до технічного обслуговування ультразвукових гомогенізаторів

Ультразвукові гомогенізатори не тільки легко чистяться, оскільки сонотрод і реактор є єдиними компонентами, які є мокрими частинами і контактують з обробленим матеріалом. Сонотрод (також відомий як ультразвуковий ріг або зонд) і реактор виготовляються з титану і нержавіючої сталі, відповідно, і мають чисту геометрію без отворів або мертвих кутів.
Єдиною частиною, яка підлягає зносу, є ультразвуковий зонд, який можна замінити без значних збоїв в роботі. Сонотрод лабораторного ультраакукатора змінюється протягом приблизно 10 хвилин, в той час як зміна сонотрода промислового ультразвукового гомогенізатора може зайняти приблизно 30-45 хвилин.

Зв'яжіться з нами зараз! Наша досвідчена команда буде рада поділитися з Вами технічною інформацією, рекомендаціями щодо обробки та/або цитатою!

У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв:

пакетний Обсяг швидкість потоку Рекомендовані пристрої
Від 1 до 500мл Від 10 до 200мл / хв UP100H
Від 10 до 2000мл Від 20 до 400мл / хв UP200Ht, UP400St
0.1 до 20 л 0.2 до 4л / хв UIP2000hdT
Від 10 до 100 л Від 2 до 10 л / хв UIP4000hdT
0Від 0,3 до 60 л 0Від 0,6 до 12 л/хв UIP6000hdT
застосовується Від 10 до 100 л / хв UIP16000
застосовується більший кластер UIP16000

Зв'яжіться з нами! / Запитати нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, використовуйте форму нижче, щоб запросити додаткову інформацію про ультразвукові процесори, програми та ціни. Ми будемо раді обговорити ваш процес з вами і запропонувати вам ультразвукову систему, що відповідає вашим вимогам!









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ультразвукові гомогенізатори з високим зсувом використовуються в лабораторній, лавці, пілотній та промисловій обробці.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефотозні ультразвукові гомогенізатори для змішування застосувань, дисперсії, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних і промислових масштабах.



Література/довідники


Високопродуктивний ультразвук! Асортимент продукції Hielscher охоплює весь спектр від компактного лабораторного ультраакукатора над блоками лави до повних промислових ультразвукових систем.

Hielscher Ультразвук виробляє високоемоціивні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторія до промислових розмірів.